РНК лекарства. Синтез нужных белков внедрением матричного РНК
Синтез белка начинается с этапа Транскрипции, когда идёт считывание информации ДНК и построение комплеменнарной ей цепочки матричной или как её называют информационной РНК. Ну а дальше идёт Трансляция- когда рибосома считывает эту информацию с цепочки матричной РНК и преообразует в цепочку аминокислот: пептидов или белков.. . Это вкратце..
Суть идеи внедрения мРНК :
Представим если организм даёт сбои, какие то процессы нарушены, синтез нужного белка идет плохо, или в недостаточном количестве, или же речь идёт в нарушении цепочки ДНК. В этом случае возможно будет внедрять в клетки созданные, нужные цепочки матричного РНК, с которых и будут считывать рибосомы информацию для синтеза нужного белка.
Белковую природу имеют многие структуры организма, ферменты, гормоны, транспортные, структурные, сигнальный... Большинство процессов в организме осуществляются белками. Поэтому нельзя переоценить пользу данного метода.
Скорее это проще чем вырезать и встраивать новые гены в ДНК. Как бы действуя в обход ДНК и стадии Транскрипции.
Возможно таким образом можно будет и усовершенствовать организм, например отправляя в клетку мРНК которая улучшит состояние тканей, придаст им нужную фическую функцию ( прочность, эластичность, устойчивость к каким либо неблагоприятных условиям). Или например применить этот метод для улучшения иммунитета когда это нужно.
Возможно таким образом можно будет омолаживать клетки организма когда, с возрастом, функции синтеза нужныхбелков, каких-либо групп клеток будут нарушены....
13 лет и 2,7 миллиарда долларов США
Количество времени и денег, которые потребовались для секвенирования первого человеческого генома, проект которого был завершен в 2001 году. Сегодня секвенирование можно выполнить за считанные часы и менее чем за 1000 долларов.
РНК и ДНК
Выделение суммарной РНК.Молекулярная биология
Как выделить суммарную РНК без ДНК с помощью фенол-хлороформной экстракции?
Биосинтез белков, 1969 год, СССР
Фильм о принципах белковых взаимодействий. Показан опыт, доказывающий, что наследственную информацию несет ДНК. Знакомит со структурой РНК, сравниваются ДНК и РНК, отмечается роль информационной РНК.
Фильм очень старый, но очень полезный для общего представления о белковых структурах. Рассказано очень простым языком, будет понятен всем.
Фильм Учебный.
Правда ли, что вакцины меняют нашу ДНК?
Одно из распространённых опасений относительно вакцинации — страх того, что прививка изменит нашу ДНК или ДНК будущего потомства, увеличив риск развития онкологических и аутоиммунных заболеваний. Мы решили проверить, способны ли современные вакцины изменять генетический код.
(Для ЛЛ: нет, вакцины изменить ДНК не могут. Ведутся испытания вакцин, которые теоретически с такой задачей справятся, но они далеки от "полевых" испытаний. Текст ниже — про историю вакцин, виды вакцин и механизм действия, возможность влияния на ДНК. Со ссылками на все источники, как всегда)
(Для ЛТ: после прививки суперсилы не появятся( спасибо @kotofeichkotofej )
Контекст. Такие истории распространяются в социальных сетях и мессенджерах. Их авторы утверждают: «Ранее такие вакцины были запрещены для использования на людях, так как они вмешиваются в человеческий генофонд. С помощью этой вакцины чужеродное ДНК будет помещаться прямо в ядро клетки, что по определению является генетической модификацией. Вакцина от COVID-19 — это генная терапия. Она изменит ваше ДНК и превратит вас в ГМО. Как именно это подействует на наши гены, не разглашается, но я уверяю вас, это будет действовать на нас самым ужасным образом». Активно теорию о генной модификации человека после вакцинации распространяет также доктор медицинских наук Павел Воробьёв: «Мы вводим РНК, у нас есть механизм обратной транскриптазы, который считывает РНК и переводит в ДНК. Таким образом меняется строение генома человека, мы ничего об этом не знаем».
Самый древний способ вакцинации — это инокуляция и вариоляция против натуральной оспы. Здоровому человеку нужно было вдохнуть измельчённые струпья больного или ввести подкожно жидкость из пузырьков заболевшего. Способ был спорным и даже запрещённым в некоторых странах, так как не давал достаточно надёжной гарантии, а также сам мог спровоцировать эпидемии.
В 1880-х годах французский химик и микробиолог Луи Пастер изобрёл вакцины от куриной холеры, бешенства и сибирской язвы, использовав в них ослабленные микроорганизмы. Сделанные таким способом вакцины сейчас называют живыми. Существуют живые вакцины для профилактики чумы, сибирской язвы, туляремии, бруцеллёза, гриппа, бешенства, паротита, оспы, жёлтой лихорадки, кори, полиомиелита, туберкулёза.
К другому классу относятся инактивированные (убитые) вакцины. Это вакцины против полиомиелита, гриппа, тифа, холеры, чумы, коклюша, гемофильной инфекции. Часть заболеваний (дифтерия, столбняк) предотвращаются третьим типом вакцин — анатоксинами (ослабленными токсинами микроорганизмов).
Также существуют субъединичные (содержащие не целый вирус или бактерию, а лишь его части), векторные вакцины (использующие безопасные вирус-транспорт и элементы соответствующего патогена) и вакцины на основе генетического материала (доставляющие в организм информационную РНК или ДНК — «инструкцию» — по синтезу нужного специфичного белка).
Разумеется, ни живой микроорганизм, ни убитый, ни уж тем более выработанный им токсин ДНК изменять не могут. Субъединичные вакцины содержат белки или сахара, а векторные — состоящую из белков измененную оболочку аденовируса, неспособную к размножению, в частности, вакцины против коронавируса содержат привязанный к аденовирусам ген, кодирующий S-белок, который отвечает за проникновение вируса в клетку.
Существует несколько уже одобренных векторных вакцин против коронавируса, например российский «Спутник V», англо-шведская AstraZeneca, американская Johnson & Johnson, по другим клинические испытания ещё ведутся. В отличие от препарата AstraZeneca, российская вакцина содержит два разных аденовирусных вектора. Ни одна из из этих вакцин не способна изменять ДНК.
«На геном человека может влиять то, что может в геном человека интегрироваться или каким-то образом влиять на структуру ДНК. Если препарат в организме человека не размножается, то он никак не может интегрироваться и взаимодействовать с нашей нуклеиновой кислотой»,
— объясняет микробиолог, директор НИЦЭМ им. Н. Ф. Гамалеи Александр Гинцбург.
При этом есть исследования, что аденовирусный вектор может встраиваться в ДНК в ходе инсерционного мутагенеза, однако частота этого явления ниже, чем возникновение случайных мутаций. Векторные вакцины используются не первый год и помогают защитить человечество — например, от вируса Эбола. Векторная вакцина от него была зарегистрирована в 2015 году в России, а в 2019 — в США.
Идею конструирования вакцины на основе матричной РНК (она же мРНК) и ДНК также нельзя назвать новой. Первые публикации относятся к 50–60-м годам прошлого века, когда учёные доказали, что генетическая информация ДНК сохраняет способность записываться и считываться после переноса в другую клетку. Но тогда дальше теории дело не пошло. Первая вакцина на основе технологии мРНК была зарегистрирована лишь в декабре 2020 году. Это была вакцина Pfizer–BioNTech против нового коронавируса.
По своему действию они на один шаг опережают другие — вектор доставляет вирус, тот распаковывается, клетки считывают его и начинают производить белки-антигены, а мРНК сразу поставляет «рецепт» этих белков-антигенов. Матричная РНК не встраивается в организм вакцинированного. Во-первых, она слишком хрупкая, разрушается после передачи «рецепта» и выводится из организма в среднем за 72 часа. Во-вторых, мРНК не попадает в ядро клетки — ту часть, где хранится ДНК, так как оболочка ядра позволяет большим клеткам лишь выходить из него, а не входить. Следовательно, мРНК не взаимодействует с ДНК.
Однако исключения всё-таки есть: с помощью гена обратной транскриптазы — особого фермента — РНК способна превратиться в ДНК и получить доступ к ядру. Нерецензированный препринт такого исследования был опубликован в декабре 2020 года. Вирусолог, нобелевский лауреат и первооткрыватель гена обратной транскриптазы Дэвид Балтимор в интервью журналу Science согласился с такой возможностью, оговорив, что фрагменты вируса SARS-CoV-2 при этом не ведут к образованию инфекционного материала и таким образом представляют собой биологический тупик.
Вакцинацию с помощью ДНК-вакцин ещё называют генетической иммунизацией. На сегодняшний день одобрено пять ДНК-вакцин, все из которых — ветеринарные: против меланомы у собак, для стимула продукции гормона роста у свиней, против инфекционного некроза гемопоэтической ткани у лососёвых, против пневмонии у мышей, против лихорадки Западного Нила у лошадей и сейвалов (вид китообразных).
Для человека пока не одобрено ни одной ДНК-вакцины. Ведутся клинические испытания вакцин против гепатита С, цервикального рака, рака головы и шеи, кариеса, ВИЧ, гриппа и лейкемии. Также начато исследование ДНК-вакцины от коронавируса, сейчас в нём принимают участие 120 человек. Однако подобные вакцины не будут способны изменять ДНК человека, так как чужое ДНК, хоть и проникает в ядро клетки, обычно в него не встраивается. При этом в теории такое может происходить крайне редко , однако, отмечают учёные, вероятность этого будет на три порядка ниже, чем у спонтанных мутаций, что делает такой риск, по их словам, незначительным. На сегодняшний день таких случаев не зафиксировано.
Таким образом, ни живые, ни убитые, ни векторные применяемые сейчас вакцины не интегрируются в ядро клетки вообще. Матричная РНК в очень редких случаях может проникать в ядро, но не способна в него встроиться и начать воспроизводиться в клетках, образовавшихся в результате деления. ДНК-вакцины потенциально имеют вероятность встроиться в геном, однако пока таких случаев не зафиксировано и массовой вакцинации людей такими вакцинами не производят.
Наш вердикт: неправда
Другие проверки
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте. Традиционно уточняю, что в сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла), а в день обычно публикуем не больше двух постов.
Почитать по теме:
1. Профессор Воробьёв и дезинформация о вакцине «Спутник V»
Давайте поговорим немного о генетике, Часть I
Аннотация: мне очень нравится генетика, а именно тот её раздел, который связан с молекулярной её частью. Я материалист и геноцентрист, поэтому я считаю, что гены и их изучение могут помочь нам понять смысл нашей с вами жизни. Я не смогу вас переубедить, если вы верите в сверхъестественное или лженаучное. У меня это не получится сделать чисто физически. Но мне кажется, что я просто обязан поделится с вами частичкой тех знаний, которые преподают у нас в ВУЗе на парах по биотехнологии.
Все грамматические ошибки в тексте являются авторскими и критике не подлежат.
Собсно, я пожалуй начну с догм молекулярной биологии, которые уже даааавно как не догмы, а место для широчайших дискуссионных батлов среди учёных. Просто вкратце напомню, что это вообще такое:
Из ДНК получается РНК, из РНК получается белок. Стрелочки означают что откуда берётся. По крайней мере, нам так говорили в школе. Отчасти это правда, ведь именно так и работают 2% человеческого генома. Но в действительности всё гораздо сложнее. Общая картинка, которая есть сейчас, выглядит примерно следующим образом:
Мда... ДНК может делать саму себя с помощью транспозонов (если их конечно ещё не прикрыла иммунная система). Из ДНК может получатся РНК, которая может синтезировать ДНК. Или саму себя. Или белок. И даже сама ДНК без помощи РНК может сделать белок путём обратной транскрипции. Пипец как сложно :(
Немного истории. РНК на самом деле более-менее самостоятельная единица. Она существовала и до появления ДНК, ведь её получить гораздо проще и быстрее. Другое дело, хранит она информацию значительно хуже. Поэтому выживали те организмы, которые научились юзать мутировавшую РНК -> ДНК. Это связанно с многими факторами, описать которые у меня не получится в рамках поста, ибо статья общеобразовательная. П.Л.А.К.
Главное, что бы вы поняли одну простую вещь: не только ДНК в нашем организме умеет хранить и передавать наследственную информацию. Собсно это и есть один из современных взглядов на генетику. Добавить ещё пару тройку других областей, которые в общей сложности изучают все молекулярные механизмы, влияющие на работу ДНК, и мы получим такой раздел генетики, как эпигенетику. Но о ней я расскажу в других постах.
2% ДНК кодируют белки, которые используются нашим организмом для поддержания своего существования. Чтобы получить на выходе чистый белок, должно произойти несколько прикольных превращений:
Святые ёжики! Какая страшная хрень! Давайте разбираться.
Я попозже опишу молекулярные механизмы и процессы, которые задействованы в экспрессии ДНК (экспрессия это крафт из ДНК белка. И да, я нарочно избегаю термина ген, ибо это ну нереально страшная штука. О ней ниже). Сейчас мне главное дать общую картину транскрипции ДНК.
Начну с самой няшной части транскрипции: мяРНК (малые ядерный РНК). Они транскрибируются из ДНК, вываливаются в цитоплазму, где няшно дозревают. После чего они возвращаются в ядро где следят за другими работягами и всеми любимыми теломерами. Они явно твой бро.
Из ДНК также получаются (РНК) пре-РНКашки, из которых потом выходят обычные РНК. Процесс их превращения довольно интересен и у меня самого по нему до сих пор есть ряд вопросов., я попытаюсь чуть ниже рассказать вам, что это вообще за сыр и с кем его натирают. Главное запомните, что РНК это кастрат-версия пре-РНК.
Когда кастрация РНК заканчивается, они выходят из ядра и там уже окончательно дозревают до чего-то полезного молекулярному социуму.
Ген
Помните те самые задачки по генетике, которые вы решали в восьмом классе? Там было ещё было много ора, который скрещивался. Например:
АА х аА х Аааааааааа!
Давайте разбираться, как же это выглядит в реальности.
Большую часть своей жизни ДНК находится в состоянии огромного количества нитей, которые более-менее чётко собираются только в профазе во время Этих дней в клетке.
Клетки делятся на два типа: обычные и половые. Оры и крики, которые мы с вами записывали на уроках биологии, проходят во время одного важного процесса, когда две половые клетки ваших отцов и матерей сливаются в зиготу. Во время этого процесса происходит случайный (на самом деле не очень) обмен генами.
Что же такое ген?
Я попробую дать наиболее точное определение гена, чтобы просто похвастаться своими знаниями. Ген это цис-действующая модульная нуклеотидная последовательность ДНК, аннотированная структурная единица генома, ограниченная некодирующими участками ДНК и способная к экспрессии. Заковыристо, сложно и непонятно. Есть и другие определения гена, ведь генетику изучают не только биологи, но и физики, биоинформатики и всякие странные сторонние личности. У каждой стороны своё определение, которым они пользуются для удобства. На сегодняшний момент в научной среде популярно определение биоинформатиков. Но оно на столько далёко от материальной его составляющей, что я пожалуй опущу его и разберу то, что написал выше.
Тело гена состоит из кучи кусочков. Первый кусочек, отмеченный синим, называется промотор. С него начинается процесс копирования гена. РНК-полимераза (белок, который делает РНК) подходит к комплексу инициации транскрипции (хрени из кучи белков, которые кое-как нашли начало нужного гена, закрепились там и раздвинули цепочку ДНК как братик раздвигает ноги своей сестрёнки). РНК-полимераза проходит вдоль цепочки ДНК от промотора к терминатору, собирая пре-ИРНК, о которой я говорил выше. Когда собиратель доходит до терминатора, срабатывает режим "I will be back" и РНК-полимераза разрушается, высвобождая готовую пре-ИРНК.
Обговорю пару моментов, чтобы не осталось вопросов. Меня всегда мучил вопрос, что это за " 5' " и " 3' ", которые всё время пишут.
Цифра 3 или 5 показывает направление, в какую сторону будет идти превращение ДНК в ИРНК. Она зависит от того, к какой части молекулы дезоксирибозы (того эмоционального пятиугольничка) крепится молекула фосфата. РНК НЕ МОЖЕТ синтезироваться, если процесс пойдёт в обратном направлении. Собственно именно поэтому ген и является "цис-действующим".
Тело гена, расположенное между промотором и терминатором, заполненно ненужными отрезками, которые называются интроны. Почему они так называются? Всё дело в том, что когда образуется пре-ИРНК, к ней тут же подтягиваются сплайсосомы, задача которых провести обрезание. Они вырезают интроны и скеливают концы экзонов, образуя более-менее чистый духовный православный оттечественный ИРНК. Интроны, после этого, выпадают в осадок, оставаясь внутри ядра. А экзоны выходят наружу. Этот процесс, редактирующий "модули гена", называется "процессинг". Ути-пути.
В зависимости от того, какие интроны будут вырезаны и какие экзоны останутся, зависит тип РНК. Грубо говоря, на выходе, из одного гена может получится сразу несколько разных молекул РНК.
Дальше я не написал, потому что я устал.
Если хотите увидеть продолжение, в котором я расскажу про детали трансляции, описание удвоения ДНК, ГМО, мобильные генетические элементы, психогенетику и прочие прикольные генетические ништяки, ставьте 3' стрелочки у поста. Спасибо за внимание!
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!